Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания. Определение параметров в начале и в конце сжатия, а также давления сгорания. Построение политропы сжатия и расширения. Индикаторная диаграмма расчетного цикла. Конструктивный расчет деталей дизеля.
Аннотация к работе
Модернизации вспомогательного двигателя судна 1. Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания 1.1 Определение параметров в конце процесса наполнения Точка а на индикаторной диаграмме. Температура воздуха после нагнетателя. где: - температура воздуха в машинном отделении. Температура воздуха после нагнетателя при =1,36 кгс/см2 Для определения давления и температуры в конце наполнения необходимо знать давление и температуру перед впускным клапаном Т.к. в данном случае воздухоохладитель не требуется Давление в конце наполнения = 0,9 - 0,96. Принимаем =0,75 -температура воздуха при поступлении в цилиндр - повышение температуры воздуха за счет нагревания о стенки впускного тракта 5 - 10. Конец наполнения характеризуется давлением Ра и объемом Va, представляющим собой полный объем цилиндра. Масштаб давления: m = 1 кгс/ = 2 мм Масштаб объемов выбираю следующим образом: полный объем Va соответствующий ходу поршня и высоте камеры сжатия проектируемого дизеля, принимается равным 150 мм. Процесс сгорания характеризуется степенью повышения давления PZ / PC Откуда Pz = = Pc - выбирается по справочной температуре в зависимости от оборотности дизеля (МОД, СОД, ВОД). Pz = Температуру конца сгорания выбирают по справочной литературе в зависимости от оборотности дизеля. = М г • L = L (1 г) L - действительное количество воздуха в молях, необходимого для сгорания 1 кг топлива. Для дизельного топлива можно принять: С = 87% Н= 12,6% О = 0,4% = 0,495 к•моль / кг - коэффициент избытка воздуха; выбирается по справочной литературе в зависимости от быстроходности дизеля. Давление Pb = Pz( n2 - показатель политропного расширения; следует уточнить методом последовательных приближений по формуле Принимаем = 1,283 Температура в конце расширения в цилиндре дизеля Ть = Tz ( n2-1 Ть= 1950 =1026° К Температура отработавших газов в выпускном коллекторе будет меньше и составляет 620 - 870° К (350 - 600° С) Температура отработавших газов принимается как у прототипа = 400° С Объем в конце расширения Vb = Va Степень последовательного расширения Полученные значения Рь = 3,84 кгс/см2 Va = Vb= 150 мм откладываются в масштабе на диаграмме, точка b. 1.6 Построение политропы сжатия и расширения Для построения отрезок Va делится на десять равных частей и каждая часть обозначается соответственно 0,1 0,2...0,9 1. Величина его выбирается по справочной литературе в зависимости от быстроходности проектируемого дизеля. Принимаю: Индикаторный удельный расход топлива. г / кВт ч Эффективный удельный расход топлива. г/э.л.с.ч. г / кВт ч Индикаторный КПД показывает, какое количество теплоты в дизеле затрачивается на создание всей работы (полезной и на преодоление трения), т.е. учитывает только тепловые потери. по заданию - кг/см2 - м/с по заданию - число цилиндров - по заданию - 0,5 - коэффициент тактности Значение D в соответствии с ГОСТом следует округлить. (Допустимое отклонение должно составлять не более 3%, а при проверочном расчёте - не более 1%) Марка проектируемого дизеля Диаметр цилиндра в см 20 Число 6 цилиндров ЧН - = 6ЧН20/22 Ход поршня в см 22 Сравнение основных параметров расчетного цикла с данными прототип Параметры Проект Прототип 14 14 , мПа4,73,8 , мПа7,056,5 , 400400 , мПа0,900,85 , мПа0,810,80 , г / кВт ч245240 ± 5% Марка дизеля 6ЧН 20/22 6ЧН 18/22 , кВт180По заданию 180 S / D 1,13 По справочнику 1,2 0,36 0,32 - 0,42 Вывод: В результате проведения теплового расчета увеличились такие параметры как, давление , , , по сравнению с прототипом. Так же незначительно увеличился расход топлива, что делает двигатель менее экономичным. Увеличился диаметр цилиндра по сравнению с прототипом, со 180 до 200 мм., что потребует изменение размеров деталей цилиндро-поршневой группы. 2. Если удельное рабочее давление превосходит допустимое, то возможно выдавливание масла, вследствие чего происходит повышенный износ и нагрев деталей, вызывающих повреждение рабочих поверхностей.